Jednou z výhod vytápění dřevem je, že pro každou potřebu stačí použít jen jedna kamna. Kromě toho, že nás udrží v teple, dokáží stroje na dřevo vařit, sušit oblečení a opékat studené nohy. Nebylo by ale fantastické, kdyby se do té černé skříňky dala i sprchovat horkou vodou?
Ve skutečnosti nejsou domácí ohřívače vody na palivové dřevo ničím novým… před více než stoletím měla mnoho kamen připojení k nádrži. Nástup „uzavřených“ hořáků na dřevo a systémů s tlakovou vodou však odsunul většinu starých technik dávkového ohřevu na vedlejší kolej a byly vyvinuty nové metody založené na uzavřených cyklech.
Většina příslušenství pro ohřev vody používá výměníky tepla instalované v topeniště nebo komíně zařízení. Nejlepší komerční příklad tohoto přístupu funguje opravdu dobře. Pokud pec běží většinu dne, může zajistit teplou vodu pro celý dům. Z bezpečnostních důvodů jsou však tato zařízení často vyrobena z nerezové oceli (drahé zboží) a musí být tlakově testována, aby se zajistilo, že odolájí velmi vysokým teplotám, které se mohou v topném systému vyskytnout. Dobrý vnitřní výměník tepla proto má poměrně vysokou cenu. Domácí vnitřní výměníky jsou naopak nechvalně známé explozemi opařené páry.
Také odběr tepla z topeniště nebo komína kamen na dřevo může mít neblahý vedlejší účinek: odběr tepla přímo z ohně (pomocí výměníku v topeniště) snižuje účinnost spalování… pokud se produkty nedokonalého spalování ochladí pod teplotu, při které kondenzují (buď spalovací komorou, nebo výměníkem tepla v komíně), může dojít k velkému nahromadění kreosotu. Nemylte se, kombinace požáru v komíně a výměníku tepla naplněného vodou může znamenat katastrofu.
Vzhledem k tomu, že neexistuje žádné neplacené polední jídlo, zvolili jsme konzervativní přístup k návrhu vlastního ohřevu vody v kamnech na dřevo. Místo umístění výměníku do ohřívače nebo komína jsme ho připevnili na vnější stranu topeniště. Díky této strategii jsme se vyhnuli jakýmkoli větším úpravám ohřívače, což nám zachovává akreditaci Underwriters Laboratories. A co je důležitější, je splněno několik bezpečnostních kritérií, která jsme již zmínili: teplota vně ohřívače nezpůsobí var vody (pokud kapalina cirkuluje), teplo použité k ohřevu vody je stejně vyzařováno ohřívačem, takže z topeniště neuniká žádné přebytečné teplo.
Náš ohřívač vody se skládá pouze z asi 15 metrů měděných trubek o průměru 6 mm, které jsou stočeny do sádrokartonu s pařížskou výplní. Materiál na bázi sádry pomáhá rovnoměrně rozvádět teplo do spirál a umožňuje, aby byl výměník v přímém kontaktu s tělesem pece, aniž by se přehříval. (Rádi bychom poděkovali Edu Walkinstikovi za návrh.) Sestava se přišroubuje k jedné straně ohřívače a zapojí se do recyklovaného ohřívače vody o objemu 188 litrů (použili jsme ohřívač vody s vypalovacím prvkem, ale se zvukotěsnou skříní). Stejně jako solární předehřívač.
Čerpadlo s výkonem 10 galonů za minutu, namontované na odtoku ohřívače, cirkuluje vodu skrz cívku a zpět do tvaru „T“ těsně pod pojistným ventilem v horní části nádrže (tento ventil je vyhrazen jako bezpečnostní opatření). Studená voda vstupuje do nádoby běžným vstupem a voda ohřátá dřevem vstupuje do konvenčního elektrického ohřívače standardním výstupem tepla. Veškeré vedení je dobře izolováno 2,5 cm silnou pěnou s vysokou hustotou.
Samozřejmě, pokud voda neustále cirkuluje, může docházet ke ztrátám tepla v kamnech, když nehoří oheň. Aby tomu zabránil, výzkumník Dennis Burkholder nainstaloval automatické ovládání zapínání/vypínání na termostatu klimatizace s napětím do sítě, který je připojen k napájecímu kabelu čerpadla. (Můžete také použít běžnější kombinované ovládání vytápění/klimatizace, nastavené na režim chlazení.) Termostat je namontován na zdi asi 3 metry od ohřívače, asi 30 cm od jeho vrcholu. Když teplota vzduchu dosáhne 27 °C, 120voltový regulátor zapne čerpadlo a voda se začne ohřívat. Když teplota klesne na 24 °C, vestavěný diferenciální spínač opět vypne oběhové čerpadlo.
Součásti systému výměníku tepla jsou znázorněny na přiložených výkresech, ale každá instalace samozřejmě vyžaduje určité změny základních rozměrů. Například pokud je váš kotel větší než náš, můžete panel dostatečně rozšířit, abyste do většího rámu výměníku vložili plnou 18metrovou spirálu z měkké měděné trubky o průměru 1/4″. Ti s menšími ohřívači však budou muset použít menší množství kabeláže.
V každém případě je nejjednodušší použít trubku, protože je pro přepravu srolovaná. Krimpovací drát jednoduše vložíme do rámu a trubku jemně ohneme tak, aby vyplnila obdélník. Pružný materiál lze ohnout na poloměr asi 3 mm, aniž by se zalomil, takže není těžké ho vtlačit do potenciálních „horkých míst“. Pracujeme od vnějšího okraje dovnitř a cívky připevňujeme k základní desce za pochodu. (Bez drátů k upevnění vnějšího kroužku trubky by celá věc chtěla z rámu vyskočit.)
Poté, co jsou měděné trubky rovnoměrně rozloženy v rámu, naneste tenkou vrstvu sádry a směs nalijte do rámu. Povrch vyrovnejte přejetím pravítka po úhelníku a nechte materiál několik dní schnout. Panel lze poté připevnit k boku pece a 1/4palcové potrubí lze připojit k 1/2palcové trubce předehřívací nádrže.
Provedli jsme rozsáhlé testování, abychom určili nejefektivnější konfiguraci spínače a abychom si byli jisti, že zařízení bude fungovat bezpečně. Například abychom zjistili, co se stane, když výpadek proudu vypne naše čerpadlo, utěsnili jsme potrubí vycházející z nádrže předehřívače a nainstalovali jsme na pojistný ventil tlakoměr. Nejvyšší tlak, který jsme byli schopni v systému vyvinout, byl 3 PSI... to je poté, co náš katalyzátor Atlanta Stove Works zastavil průtok na 8 hodin při nejvyšší možné rychlosti hoření!
Abychom zjistili, zda je výměna tepla vedením přes stěny pece podporována na nezdravou úroveň, denně jsme zkoumali vnitřek topeniště kamen na dřevo, zda se v něm nezvýšilo hromadění kreosotu. Na žádné ze čtyř stěn jsme nenašli žádné rozdíly ve vzhledu ani hloubce usazenin, což naznačuje, že výměníky primárně přijímaly sálavou energii z vnějších stěn pece. (Keramika mohla hrát určitou izolační roli a kompenzovat zvýšenou vodivost.)
Kolik teplé vody výměník vyrobí? No, při typickém 7hodinovém cyklu bychom do katalyzátoru Atlanta naložili 55 až 60 liber dřeva, což by zvýšilo obsah 42galonové nádrže na téměř 140 °F. Tato rychlost spalování 8 liber za hodinu je pravděpodobně o něco vyšší než to, co používá většina lidí, takže z podobného zařízení můžete získat o něco méně teplé vody. Samozřejmě, pokud budete intenzivně spalovat po celý den, 24hodinový součet by měl stále stačit na více než 100 galonů teplé vody denně. I když kamna často používáte „vypnutá“, tento systém výrazně sníží vaše účty za energie.
V závislosti na velikosti vaší domácnosti a spotřebě vody každého z vás vám tento systém může v zimě eliminovat účty za ohřev vody. Pokud tedy můžete získat dřevo za mnohem méně, než kolik stojí ekvivalentní množství elektřiny nebo plynu, energie, kterou spotřebujete k ohřevu vody v kamnech na dřevo (samozřejmě bez prostoru, tedy tepla, které spotřebič poskytne), se vám vyplatí. Navíc budete rádi, když zjistíte, že jste udělali další krok k nahrazení neobnovitelných zdrojů energie.
V MOTHER EARTH NEWS se již 50 let snažíme chránit přírodní zdroje planety a zároveň vám pomáháme šetřit finanční prostředky. Najdete zde tipy, jak snížit účty za vytápění, pěstovat čerstvé, přírodní produkty doma a další. Proto chceme, abyste ušetřili peníze a stromy tím, že se přihlásíte k odběru našeho ekologického automaticky obnovovaného úsporného plánu. Při platbě kreditní kartou můžete ušetřit dalších 5 dolarů a získat 6 vydání MOTHER EARTH NEWS za pouhých 12,95 dolarů (pouze v USA). Můžete také využít možnost „Vystavit mi fakturu“ a zaplatit 17,95 dolarů za 6 splátek.